VII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Умная среда обитания
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Умная среда обитания
Аннотация. Умная среда представляет собой саморегулирующуюся среду повседневной жизнедеятельности человека, постоянно изменяющуюся, исходя из психо-физиологических нужд отдельно взятого индивида, адаптируясь к месту обитания и планировке созданной подконтрольной территории.
Введение
Прежде всего, стоит осознать, что интеллектуальный дом – это живая централизованная система контроля и управления подсистемами, установленными по всему дому. Технология, позволяющая программировать режимы эксплуатации и пользования встроенными устройствами.
Элементы системы - “Умный дом”
Элементы охраны (наблюдение за двором, периметром и пр.);
Элементы пожарной безопасности (как внутри дома, так и снаружи);
Устройства для контроля водоснабжения и газа (подача ресурсов в нужный момент и в необходимом объеме);
Элементы домашней автоматики, улучшающие условия жизнедеятельности человека (регулировка теплового режима, включение отключение кондиционеров и пр.).
Что представляет из себя технология –” Умная среда обитания “
Умная среда обитания – это совокупность систем “Умного дома“ с элементами само контроля, основанных на обучающихся нейронных сетях, которые способны самостоятельно анализировать повседневные действия человека (проживающего на данной территории), и исходя из его предпочтений, подстраивать среду обитания, делая ее более комфортной: от приготовления пищи исходя из гастрономических предпочтений (с учётом физиологического здоровья ) и до выявления и устранения внешних раздражителей (с учётом психотипа хозяина).
Реализация внедрения технологии “Умная среда обитания
Для реализации инновационной технологии следует переработать элементы управления умным домом, внедрив в каждый из них сенсоры, поставляющих информацию для программного обеспечения “Умная среда обитания”. В результате технология ” Умный дом” расширяется, исходя из заложенных в искусственные нейронные сети (ИНС ) критериев поведения и принятия решений.
Представление системы “Умная среда обитания ” глазами человека.
Это и есть визуальное представление ИНС для человека
Реализация внедрения в элемент системы - “Элементы охраны”
Рассмотрим наиболее интересные особенности компонентов «Умной среды обитания». Первым таким компонентом представляется охранная система, включающая слежение за поведением обитателей. Цель наблюдения состоит в том, чтобы обучиться типичным паттернам поведения и предвидеть дальнейшие действия субъектов. Для чего необходимо:
1. Адаптировать систему слежения видео камер под отслеживания действий хозяина и прогнозирования последующих действий ,и также продолжительность временного периода их выполнения, относительно времени суток (утро/день/вечер/ночь) с занесением в базу данных “Жизнедеятельность” , и последующим их изменением в зависимости от перемены характера поведения действий.
2.Адаптировать сенсоры инфо- красных лучей под отслеживания частоты срабатывания и сравнения их с базой данных действий для анализа и более детальных корректировок прогнозировании последующих действий.
Реализация внедрения в элемент системы - “Пожарная безопасность”
Рассмотрим такой элемент системы “Умная среда обитания” , как Пожарная безопасность. Такой элемент нуждается в тщательном контроле и тестировании при создании ИНС для данного элемента. При установке средств пожаротушения нужно учитывать срок службы материалов для пожаротушения и своевременной замены вышедших из строя модулей и устройств . Поэтому такой элемент нуждается в постоянных проверках и тестах для выявления неисправностей . Для этого неободимо:
1. Внедрить в систему датчиков обнаружения дыма, контроль постоянного тестирования и выявления дефектов работы датчиков и занесения результатов в базу работы устройств пожаротушения и последующей отправки БД на анализ прогнозирования в систему для составления статистики бедующих поломок и своевременным заказом нужных деталей и модулей у изготовителя (исходя из анализа ИНС).
2. Использовать “Элементы охраны ” для визуального выявления возможных очагов возгорания и уведомлении ПО для предотвращения возгорания.
Реализация внедрения в элемент системы - “Устройства для контроля водоснабжения и газа”
Рассмотрим такой элемент как “Устройство контроля водоснабжения и газа”. Элемент контроля нуждается в слежении за расходом воды и газа , как целевым использованием для прямого использования на обеспечения устройств и систем нужным количеством ресурсов , так и не целевым для оптимального распределения ресурсов.
Также следует отслеживать состояние используемых средств, через которые используются ресурсы (коррозия металла труб , срок использования и т.д.). Для этого необходимо:
1. Установить датчики на устройства потребляющие газ и воду , которые будут способны отслеживать количество используемого ресурса и временного периода для выявления наиболее продуктивного применения имеющихся ресурсов(объём имеющегося газа и воды )
2. Также следует использовать устройства для отслеживания давления, что бы избежать лишней потери ресурса. При выявлении падения давления ниже указанной нормы на протяжении участка трубопровода для выведения ресурса , оповестить систему “Умная среда обитания” для устранения потери .
Реализация внедрения в элемент системы - “Домашняя автоматика”
Элементы “Домашней автоматики” такие как: подогрев пола , автоматизированный робот-уборщик , регулируемое освещение , управляемые жалюзи , окна с механизмом регулирования состояния положения (угла открытия/ закрытия) итд, нужно снабдить датчиками, благодаря которым можно отследить текущее выполняемое задания и создание списка выполняемых приказов с временными пометками в зависимости от действий хозяина выполняемых хозяином . Информация собираемая с датчиков домашнего обихода хозяина должна передаваться в ПО ИНС системы “Умная среда обитания” для составления анализа и коллаборацией с информацией полученной от элемента охранной системы для более точного составления БД “Жизнедеятельность” отслеживания действий хозяина для создания наиболее оптимальных условий.
Вывод
“Умная среда” обитания в совокупности с технологией “Умный дом” даёт незримый потенциал к восхождению комфортному и непоколебимому новому уровню жизни человека. Благодаря адаптивности системы, она способна справится с любыми изменениями , как внутри дома , так и снаружи подконтрольной территории системы , не требуя сопутствующей помощи человека.
Исходя из вывода
Можно сказать , что “Умная среда ” – это идеально созданные условия для комфортного пребывания в ней человека.